i predittori di risposta pretrattamento lucia collini...suppiah v. plos medicine, 2011 tanaka y....
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I predittori di risposta pretrattamentoLucia Collini
14 ottobre 2011Trento
OSPITE
Fattori pre-trattamento
VIRUS
Fattori pre-trattamento
OSP
ITE
Insulinemia basale
Consumo di alcool Obesità
EtàSesso
Fattori pre-trattamento
Sovraccarico marziale
Fibrosi
Immunocompetenza
Lipemia
Coinfezione con altri virus (HIV, HBV)
Genotipo interferone lambda
OSP
ITE
Gli interferoni si legano alla membrana delle cellule e stimolano la produzione di enzimi antivirali; quando un virus attacca una cellula attivata dall'interferone, non riesce a moltiplicarsi(arresto o un'attenuazione dell’infezione)
Interferone
Gli interferoni (IFN)sono glicoproteine (citochine) prodotte -da cellule del sistema immunitario (globuli bianchi) -da cellule tissutaliin risposta alla presenza di agenti esterni.
Interferone: tipi
• tipo Ialfa and beta
Beta (fibroblast interferon)Prodotto dai fibroblasti
Alfa (leukocyte interferon)Prodotto dai leucociti
O’Brien, Nature Genetics, 2009
• tipo II Gamma (immune interferon) prodotto da cellule T attivate & cellule NK
Interferone: tipi
O’Brien, Nature Genetics, 2009
Interferone: tipi
• tipo III (tre molecole di interferone lambda)chiamate IFN-λ1, IFN-λ2 and IFN-λ3 (oppure interleuchine IL29, IL28A e IL28B)
Kotenko et al. Nat. Immunol., 2003 - Sheppard et al. Nat. Immunol., 2003
Una piccola mutazione genetica a carico di un gene che codifica per IL28B consente di prevedere in che modo i pazienti infettati da epatite C reagiscono al trattamentoÈ questo il risultato presentato nel corso della Conferenza Annuale della European Society of Human Genetics da Zoltan Kutalik, del dipartimento di genetica medica dell' Universitàdi Losanna, in Svizzera.
un importante fattore predittivo di pretrattamento
IL28B
rs8099917 e rs12979860: polimorfismi a singolo nucleotide (SNP)accanto al gene IL28B
Il gene IL-28B, che codifica per IFN-λ3, è situato sul cromosoma 19
La determinazione di uno solo di questi due SNP è sufficiente per predirre una risposta virologica.
Il valore predittivo di SVR associato a rs12979860 CC è più alto rispetto a rs8099917 TT (positive predictive value: 72% vs. 63%)
Mel
is R
., J.
Mol
ec.D
iagn
. 201
1 Ju
l;13(
4):4
46-5
1. E
pub
2011
May
14.
60 M
b
Chromosome 19
Un Polimorfismo sul cromosoma 19 predice la SVRUn Polimorfismo sul cromosoma 19 predice la SVR
Polymorphism rs12979860
IL28B gene
3 k
b
19q13.13
Ge D, et al. Nature. 2009;461:399-401. Chromosome 19 graphic courtesy of Oak Ridge National Laboratory. Available at: http://www.ornl.gov/sci/techresources/meetings/ecr2/olsen.gif. Accessed on: October 21, 2009.
Nell’analisi multivariata il decadimento rapido della viremia HCV a 48h è risultato predittore più potente per la predizione di SVR rispetto a viremia basale, genotipo ed incompleta aderenza
Sustained Virological Response (SVR)HCV-RNA negativo a 24 settimane post-terapia
Studi di ricercatori di Losanna hanno mostrato che un polimorfismo di singolo nucleotide, o SNP, a carico del gene IL28B, che codifica per l’interferone lambda IFN-λ3, è associato in modo significativo con la capacità dell’organismo di eliminare il virus dell’epatite C.
IL28B
In particolare,
gli individui portatori dell’allele protettivo in questo locus genetico hanno una probabilità di eliminare il virus doppia ai non portatori,
e rispondono alla terapia in modo molto più efficace.
Kutalik Z.,Gastroenterology Vol.138, Issue 4, Pages 1338-1345.e7, April 2010
consente di prevedere in che modo i pazienti infettati reagiscono al trattamento, essendo in stretta associazione con il corso naturale dell’infezione
è cruciale per incrementare il successo della terapia
La presenza di un polimorfismo IL28B può essere utilizzato come un marcatore prognostico per la gestione del paziente HCV
European Journal of Gastroenterology & Hepatology: October 2011 - Volume 23 - Issue 10 - p 931–935
Sono state identificate più varianti genetiche associate al gene IL28B. La prima scoperta, rs12979860(*), comparata con rs8099917(†), èrisultata essere il più forte predittore di risposta .Studi genome-wide association (GWAS) indicano l’impatto della genetica dell’individuo sulla risposta del trattamento (peg-IFN-RBV ) per il genotipo 1.
.
Suppiah V. Plos Medicine, 2011Tanaka Y. Genet., 2009Ge D. Nature, 2009.
rs12979860
Le varianti con la risposta migliore sono più diffuse nei pazienti di razza europea e bianca, rispetto a individui di razza nera.
Una popolazione con più fenotipi distinti contiene un marker genetico
Il genoma umano contiene più di 3 Bilioni di nucleotidi> 10 Milioni di polimorfismi a singolo-nucleotide (SNPs)
SNPs viene studiato con i microarray chipsche generano grandi quantità di informazioniCiascun chip contiene > 500,000 “tag” SNPs, > 90% delle mutazioni genetiche viene rilevata
Piattaforme di bioinformatica elaborano i dati e associano il genotipo al fenotipo
SNP
Altri fattori:il ruolo dell’allele CC del genotipo IL28B ha una importante funzione nella risposta sostenuta (SVR) in HCV genotipo 1
I pazienti che possiedono il genotipo C/C hanno un tasso di SVR maggiore di due/tre volte rispetto a quello dei pazienti con genotipo T/T.
IL28B
European Journal of Gastroenterology & Hepatology: October 2011 - Volume 23 - Issue 10 - p 931–935
Americani
12
3619
50
48
46
38
1635
0
20
40
60
80
100
Europei Afro Ispano
Perc
ent
uale
C/CT/CT/T
Rs12979860: Rs12979860: Frequenza del Genotipo nella PopolazioneGenotipo nella Popolazione
La frequenza allelica (rs12979860C) varia tra le razze ed i gruppi etnici: maggiore frequenza negli individui provenienti dall’Est Asia e inferiore negli afro-americani
CC g
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pub
Oct
5
2010
AmericaniAsiatici
Global allele frequency of the C- and T-alleles (rs 12979860) in the IL28B gene region (Thomas et al., 2009)
Frequenza dell’allele C (verde) e T (blu)
Per ciascun gruppo di popolazione,
la proporzione di pazienti con genotipo “favorito” IL28B C/C,
e “meno favorito” C/T e T/T
SVR (%) con genotipo IL28B in Afro - Americani e Caucasici
La percentuale SVR èmostrata in verde.
I pazienti con genotipo IL28B C/C hanno il
valore più alto di SVR.
Ge D, et al. Nature. 2009;461:399-401.
Dall’inizio della terapia PEG-IFN e RBV, i pazienti con genotipo C/C presentano un calo di HCV RNA più marcato nei 28 giorni rispetto ai pazienti con genotipo C/T or T/T.
Cinetica SVR sulla base del SNP rs12979860
Nella razza caucasica le differenze tra gli alleli C/C, C/T, e T/T sono più evidenti nei pazienti HCV genotipo 1 (A) che in quelli con genotipo 2 o 3 (B).
Clark P.J.,Am. J. Gastroent.2011 Jan;106(1):38-45.Epub 2010 Oct 5.
SVR e rs12979860-C: frequenza per razza
Ge D, et al. Nature. 2009;461:399-401.
Ge D, et al. Nature. 2009;461:399-401.
SVR (%) con genotipo IL28Bin Afro-Americani, Ispano-Americani, Caucasici e Asiatici
Il polimorfismo genetico nei soggetti IL28B-CC è fortemente associato ad una maggiore probabilità di clearance (eliminazione) virale spontanea a seguito di una infezione acuta da HCV. L’allele C, associato ad una migliore risposta al trattamento, ècorrelato ad una carica virale basale più elevata. Sembra plausibile che il polimorfismo IL28B abbia un ruolo nellaespressione intra-epatica del gene stimolato da IFN, con conseguenze sia per la carica virale, che per la risposta al trattamento farmacologico con PEG-IFN e Ribavirina.
CC genotype associated with favorable response to HCV treatment in pts treated with PEG/riba* - Clark PJ, Am J Gastroenterol epub Oct 5 2010
Il meccanismo biologico responsabile di queste associazioni genetiche resta sconosciuto e al centro di ricerche attualmente in corso.
Può essere utile nelle decisioni terapeutiche in popolazioni con una alta prevalenza del genotipo CC
IL28B: un buon saggio DIAGNOSTICO o PREDITTIVO ?
Poco potente come saggio di differenziazione
Non può in maniera certa stabilire chi avrà e chi non avrà benefici dalla terapia
Indispensabile come predittore di risposta pretrattamento
1- Eur J Clin Invest 2010; 40 (10):950-9592- D. Ge, Nature, vol 461, 20093- D. Thomas, Nature, vol 461, 2009
Genotipo virale
Carica virale
Sequenze virali NS5 a e b
Fattori pre-trattamento
VIRUS
Alta variabilità: 6 genotipi>50 sottotipi (quasi-specie)
Elevata frequenza di mutazioni spontanee →eterogeneità genetica
In condizioni avverse sopravvive non il più forte ma chi sa adattarsi meglio (Charles Darwin)
Il genoma è costituito da un singolo filamento di RNA (+) (9.5kb) Open Reading Frame (ORF) che codifica per una poliproteina dalla quale originano 10 proteine virali La traduzione è regolata da una sequenza 5’NTR (non translated region)
Genotipo virale 6 genotipi di HCV: da 1 a 6>50 sottotipi degli stessi: a, b, c
HCV è un virus molto eterogeneo perché molto mutante
Altro tipo di variabilità, le quasi-specie, cioè varianti spontanee oindotte dalla terapia e presenti nel singolo paziente infetto
Non vi è correlazione tra genotipo e gravità istologica o progressione della malattia. Non vi è neanche correlazione tra genotipo e carica virale.
Sei genotipi maggiori, sulla base dell’analisi filogenetica delle regioni del core, E1 e NS5
• Nordamerica, Centro-nordeuropa: 1a
• Europa meridionale ed orientale, Giappone, Nordafrica (escl. Egitto), Turchia, Israele: 1b
• Giordania, Iran: 1a
• Resto Medio Oriente, Africa subsahariana: 4
• Sudafrica: 5
• Sudest asiatico: 7-9
• Indonesia: 10, 11
• Filippine: 1a
Ramia & Eid-Fares, IJID 2006, 10: 272-7
GENOTIPI DI HCV PREVALENTI
In Italia e in Europa vi è una netta prevalenza del genotipo 1 Il genotipo 4 sembra essere diffuso principalmente nel continente Africano, ed in particolare in Zaire ed Egitto,mentre il genotipo 5 è quello piùdiffuso in Sud Africa;il genotipo 6 e i suoi sottotipi hanno la loro maggiore diffusione in Asia
GENOTIPI PREVALENTI IN ITALIA •1b: 55% •1a: 7% •3: 9%•2: 29%
Ramia & Eid-Fares, IJID 2006, 10: 272-7
GENOTIPI DI HCV
Genotipo 1 Genotipo 3
CT/TT
69.0%
45.0%
94.9%96.8%
SVRcon genotipo IL28B
CC
La determinazione del genotipo è utilizzata per studi epidemiologici o, nel singolo individuo, per determinare la probabilità di risposta e la durata della terapia .
Gli importanti progressi raggiunti nel trattamento dell’epatite cronica C hanno permesso di eradicare il virus nella maggior parte dei pazienti trattati:circa il 40-50% dei pazienti con genotipo 1 e l’80% dei pazienti con genotipo 2 e 3 raggiungono, infatti, la risposta virologica sostenuta (SVR).
Nell’ambito del genotipo 1 la probabilità di guarire è maggiore nei pazienti con malattia più giovane e bassa carica virale rispetto ai pazienti con malattia epatica più avanzata ed alta carica virale. I genotipi 2 e 3, più “facili” da trattare, vengono curati con solo 24 settimane di terapia, con maggiore probabilità di guarigione (70-80% dei casi nel genotipo 3 e oltre 90% nel genotipo 2).
Genotipo virale
Per il genotipo 1 ed il genotipo 4 (considerati meno sensibili all'interferone) un ruolo importante nella risposta alla terapia è giocato dalla carica virale nel sangue prima di iniziare la cura: i soggetti che hanno una carica virale inferiore, pur con genotipo "sfavorevole", hanno una risposta migliore e più rapida alla terapia, arrivando anche al 70-80% di guarigione (simile quindi ai genotipi "favorevoli").
SVR40%–50%
Relapse20%–30%
Discontinue20%
NR20%
Genotipo 1Genotipo 1
Abbreviazioni: NR, null response;SVR, sustained virologic response.(Dr. John McHutchison)
Viremia (HCV RNA) qualitativa Il test si effettua oggi con metodica PCR, la positività documenta la replica virale: soglia di sensibilità di circa 100 copie di RNA/ml.
Se è positivo, viene accertata l’attività replicativa virale e non servono ulteriori determinazioni che non abbiano una precisa motivazione clinica, come ad esempio la risposta virologica
precoce durante la terapia, la risposta a fine terapia e la risposta sostenuta.
Se è negativo, si tratta in genere di replica virale minima e non rilevabile, ma può trattarsi anche di guarigione, spontanea o
indotta dalla terapia, pertanto è utile effettuare altri controlli a distanza. I tempi di tali controlli non sono tuttavia standardizzati.
CARICAVIRALE
Informazione accurata sui livelli di HCV circolante
HCV RNA:Test eseguito con metodiche diverse di biologia molecolare
CARICA VIRALE
Non è accertata una correlazione tra l’HCV RNA quantitativo e la gravità istologica o la progressione della malattia. E’ invece accertato il valore predittivo di risposta della riduzione > 2 log della carica virale dopo 12 settimane di trattamento, durante la terapia di combinazione interferon o interferon peghilato e ribavirina.Pertanto la determinazione dell’HCV RNA quantitativo trova indicazione soltanto prima e durante la terapia dell’epatite
HCV RNA (UI/ml) con genotipo IL28B
2,265,622
403,270
1,130,705
CC CT TT
Pazienti con allele C (CC o CT) hanno carica virale plasmatica (HCV RNA) molto più alta dei pazienti con allele TT .La presenza dell’allele C favorisce la replicazione di HCV e potenzia la sua sensibilitàalla terapia.
sequenza VIRALE NS5 a e b
(1) Virus entry
(2) Uncoating
(3) Polyproteinprocessing
(4) RNA replication(5) Packing and assembly
(6) Virion maturation and release
Attiva la trascrizione, interagisce con la polimerasiLega singoli filamenti di RNA
sequenza VIRALE NS5aGioca un ruolo importante nella regolazione delle replicazione virale e nel meccanismo di sensibilità all’interferone. Contiene un dominio di 40 amminoacidi (2209–2248), chiamato IFN-a sensitivity-determining region (ISDR)
Ruolo nella risposta a terapia con IFNAumentato numero di mutazioni nella regione ISDR correlazione positiva con SVR (sequenze ISDR wild-type, intermediate-typee mutant-type)
YAMAMOTO ET AL., HEPATOLOGY, 1997; NAOYA KATO, JOURNAL OF VIROLOGY, 1997
ISDR
Proteina non-strutturale di 591 aa, rappresenta la RNA polimerasi RNA-dipendente di HCV.Ha un dominio idrofobico (21 aa) all’estremità terminale C, e i siti attivi nel citoplasma, con le tipiche strutture right-handed con palmo, pollice e dita
sequenza VIRALE NS5b
Schmidt-Mende,J.Immunol.Meth.2011; J.Biol.Chem.2001
Possibile target per nuovi farmaci antivirali
Enomoto,N.Engl.J.Med 1996
Quale il più importante fattore predittivo di risposta al trattamento antivirale per ciascun paziente?
E’ difficile stabilirlo
E’ fondamentale predire gli effetti terapeutici prima di iniziare il trattamento
Fattori predittivi di NON-risposta al trattamento1. Genotipo virale (genotipo 1 e 4 più difficili di 2 e 3)
2. Discesa della viremia (HCV-RNA) alla 12 settimana di terapia < 2 log indice di scarsa risposta
3. Presenza di Fibrosi avanzata o cirrosi
4. Accumulo di ferro intraepatico
5. Coesistenza di sindrome matabolica (obesità, steatosi, diabete, ipertensione,insulino resistenza, ipertrigliceridemia)
6. Assunzione di alcool
7. Razza afro-americana
8. mancata “aderenza” alla terapia (assunzione di meno dell’ 80% del dosaggio di Interferone e Ribavirina per meno dell’80% del tempo previsto di durata del trattamento)
If we keep doing what weIf we keep doing what we’’ve always done, weve always done, we’’ll keep getting what we ll keep getting what we always gotalways got
Nuove terapieNuove terapie
WHERE ARE WE?WHERE ARE WE?
Terapia combinata: Terapia combinata: interferone peghilato e interferone peghilato e
ribavirinaribavirina
WHERE ARE WE GOING?WHERE ARE WE GOING?
Genotipo 1a il + Genotipo 1a il + difficile da trattaredifficile da trattareGenotipo 2 e 3 SVR Genotipo 2 e 3 SVR
80%80%
Stabilire i predittori di risposta pretrattamento
Specifically Targeted Antiviral Therapy for HCV
(STAT-C)
CONCLUSIONI
Genotipo IL28B (rs12979860)
Minore probabilità di risposta
Più probabilità di risposta
T/T C/T C/C
Genotipo1 Genotipo2 e 3
>600.000IU/ml (Viral load)
<600.000IU/ml (Viral load)
Razza afro-americana Altra razza
Maschio Femmina
Età >40 anni Età <40 anni
i predittori di risposta pretrattamento
Il genotipo IL28B CC è ora considerato il più forte predittore pretrattamento di SVR
1- Eur J Clin Invest 2010; 40 (10):950-9592- D. Ge, Nature, vol 461, September 20093- D. Thomas, Nature, vol 461, October 2009
L’ allele C (CC, CT) è correlato in maniera significativa con una più alta carica virale basale di HCV (contrariamente a quanto ci si aspetterebbe)
Induce:La clearance spontanea del virusLa risposta al trattamento
TERAPIA PERSONALIZZATA
La decisione di trattare resta complessa Conoscere il genotipo aiuta sia per i regimi di cura attuali sia futuri
Opportunità di individuare regimi di trattamento mirati al singolo paziente
Stay Hungry. Stay Foolish.Steve Jobs (1955 – 2011)
Grazie per l’attenzione
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